Flexoeletricidade: Movimento da Membrana Celular Gera Eletricidade, Confirma Estudo

Cientistas confirmaram um mecanismo fundamental pelo qual as células vivas geram eletricidade a partir de sua dinâmica interna, um fenômeno denominado flexoeletricidade, que se origina do movimento em suas membranas. Esta descoberta, detalhada em dezembro de 2025 na revista PNAS Nexus, reposiciona a compreensão da comunicação e interação celular, transcendendo modelos puramente químicos ou elétricos da função da membrana.

A pesquisa foi liderada por Pradeep Sharma, Professor Cátedra M.D. Anderson no Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Houston, e seus colaboradores, que estabeleceram um modelo matemático para quantificar a ligação entre a mecânica celular e os efeitos elétricos observados. O cerne da validação reside na constatação de que as flutuações constantes e energeticamente ativas da membrana celular, impulsionadas por processos como a hidrólise do trifosfato de adenosina (ATP), produzem efeitos elétricos mensuráveis. As atividades moleculares induzem forças mecânicas flutuantes na membrana que, devido à sua suscetibilidade à curvatura, geram polarização elétrica por acoplamento flexoelétrico.

Os dados quantitativos obtidos são significativos, com tensões geradas atingindo até 90 milivolts (mV) através da membrana, um valor comparável às variações de voltagem no sinal neuronal. Essas alterações de voltagem ocorrem em escalas de tempo de milissegundos, alinhando-se com as curvas típicas do potencial de ação neuronal, o que sugere uma base física para a percepção sensorial e o disparo neuronal. O trabalho envolveu a colaboração com pesquisadores como Pratik Khandagale e Liping Liu.

A implicação teórica mais relevante do modelo é sua capacidade preditiva sobre o transporte de íons. Os pesquisadores concluíram que as flutuações mecânicas ativas da membrana podem gerar uma força capaz de impulsionar íons através da membrana, potencialmente contra seus gradientes eletroquímicos naturais. Tradicionalmente, o movimento iônico contra o gradiente exige bombas moleculares especializadas e consome energia celular, como a liberada pela hidrólise do ATP. Este mecanismo flexoelétrico oferece uma via alternativa ou suplementar para o transporte ativo de íons.

A flexoeletricidade é uma propriedade universal de materiais dielétricos sob gradientes de tensão, sendo particularmente relevante em membranas biológicas por não possuírem a simetria cristalina necessária para a piezoeletricidade, mas ainda assim exibirem polarização com a mudança de curvatura. O estudo estabelece um elo direto entre a mecânica em nanoescala e os fenômenos bioelétricos em escala macroscópica, abrindo caminho para inovações em ciência dos materiais e na compreensão da bioeletricidade, um contexto relevante para o desenvolvimento de materiais bioinspirados e fisicamente inteligentes em 2026.